一种铁矿石风磁同步联选机组用分选系统

技术领域

本发明属于冶金设备技术领域，具体涉及一种铁矿石风磁同步联选机组用分选系统。

背景技术

目前，国内外普遍应用的磁性物料干法弱磁选工艺中，由于粒度上限可达150mm,下限一般为3mm（即高压辊磨机的排料粒度），而铁矿物的解离粒度多为0.15mm以下。因此干选工艺多应用于预选抛废（废石、围岩），减少入磨量，提高入选品位，以达到节能、降耗、增效的目的。铁料市场要求的采购标准为60%品位左右，而目前技术水准下干法精选工艺的精矿品位一般在50%左右，鲜有达到合格精矿的生产实例。

干法工艺虽然存在上述不足之处，但磁选后的产品无需脱水环节，尾矿处置比较简单、方便，且符合国家倡导的环保政策，磁选后产品的处置成本大幅度降低。其次有利于严寒地区冬季连续生产，有利于干旱缺水地区降低选矿成本。因此干法磁选工艺仍然具有不可替代的优势。

在干法磁选工艺中，使用较多的装置为水平式风磁干选机，图1为原有水平式风磁同步联选机组系统图，图2为原有水平式风磁同步联选机组的分选系统，设备主要由磁系、载料皮带、吹风管、吹风口、抽风罩、机芯、磁性物料、外界吸风、气固两相流、抽风口组成，磁系内设有场强高点位置和场强低点位置，其工作原理为：粉状磁性物料铺设在分选皮带上，载有物料的皮带在磁系上表面移动过程中，磁性物料因受到磁系的磁感应强度作用而被吸附在皮带上表面，通过往物料表面喷吹一定速度的风量，由于物料中非磁性物料不受磁场的磁力作用，在喷吹风力的作用下可从物料内部吹出，从而实现磁性物料和非磁性物料的分离。水平式风磁同步联选机组存在的问题主要有：（1）粉状物料在磁系的磁感应强度作用下，其磁性物料中夹杂大量的非磁性物料并以磁团聚的形式吸附在皮带表面，当吹风口吹出的空气作用于高场强区域的物料表面时，磁性物料中夹杂的非磁性物料较难从物料内部吹出，分选过程效率较低，同时铁精矿中夹杂大量尾矿，其铁品位较低；（2）在粉状物料干式磁选中，为实现磁性物料和非磁性料的单体解离，一般需将铁矿石磨至较细的粒度，较细粒度的铁矿石在风磁联选过程中，微细的磁性颗粒很容易被风力从物料中吹出而随尾矿排出，从而造成金属回收率的降低。

为解决原有铁矿石风磁同步联选机组分选系统存在的上述问题，人们对铁矿石风磁同步联选机组的分选系统做了一些改进，图3为水平式风磁同步联选机组的改进型分选系统，图4为水平式风磁同步联选机组的格栅结构图，图5为水平式风磁同步联选机组的钕铁硼+锶铁氧体组合斥磁极的磁系结构，其设备主要组成有：机架以及设置在机架上的主动皮带轮和卸料皮带轮，所述卸料皮带轮的一侧设有刮料板且刮料板的下方设有精矿仓，所述主动皮带轮和卸料皮带轮通过皮带连接，所述皮带承料段的下方设有包含多组磁铁的磁系，所述皮带承料段的上方设有粉状物料给料斗和收集罩且粉状物料给料斗靠近主动皮带轮的一端设置，所述收集罩的顶部连接有布袋收集器，布袋收集器出料口下方设有尾矿仓，所述布袋收集器连接有储气罐和抽风机，所述储气罐连接有反吹空压机，所述抽风机连接有废气排放管道，所述收集罩的下方设有多个吹风管，各吹风管上均设有吹风口，所述吹风管的一端连接鼓风机；所述磁系沿皮带宽度方向磁场呈均匀分布、沿皮带长度方向磁场呈高低交替分布，所述吹风口沿皮带宽度方向且平行于皮带表面、距离皮带表面7-20mm的低场强位置设置，所述吹风管每间隔两个磁组布置1个，并在相邻两个吹风管之间的高场强位置区域设置压下导流板和磁性物料回收格栅；所述吹风管吹出的高速气流垂直皮带表面喷吹到磁系的磁感应强度较低的物料表面，由于沿皮带长度方向相邻两个磁组的磁场方向相反，进入到磁选空间的磁性物料在磁系的磁感应强度作用下，磁性颗粒团聚成具有一定粒度的磁团块，磁团块在随皮带水平运动过程中，在经过相邻两个磁组的低场强区域时物料进行磁翻转；磁团块在分选空间磁翻转时，夹杂在团块内部的非磁物料与高速气流接触，可将非磁物料从团块内部吹出，气流中携带的非磁物料在沿皮带长度方向流经压下的导流板下部过程中，由于导流板下部区域磁感应场强较高，气流中携带的部分弱磁物料又被下部的磁系吸附，从而使气流中夹带的部分磁性物料得到回收。为进一步提高磁性物料在干选过程中金属回收率，在所述机芯的相邻两个吹风管之间设置格栅，格栅通过上部压板固定在机芯的机架上，格栅上部设有1-2mm孔径的碳钢筛网；在筛网的孔格中设有碳钢材质的聚磁吊件，聚磁吊件吊挂在筛网的孔格中，并与筛网活动连接，其长度为15-25mm，磁性物料分选过程中的气固两相流从聚磁吊件之间的间隙和筛网的孔隙流过；本装置碳钢筛网和聚磁吊件采用导磁材料，可在磁系的磁感应强度作用下产生磁化，气流中携带的粉状物料流经格栅时，气固两相流中磁性物料在磁源的磁场力作用下被筛网和聚磁吊件吸附，而气固两相流中非磁物料被气流直接带出干选区域，从而提高了干选过程的金属回收率。

以上铁矿石风磁同步联选机组的改进型分选系统存在的问题有：（1）本装置机芯相邻两个吹风管之间设置的格栅距离磁系表面较远，其受磁源的磁感应强度较弱，格栅的设置只能回收一部分磁性较强的物料，但对弱磁性的含铁物料较难进行回收，造成铁矿石风磁同步联选机组的分选系统金属回收率不高；（2）格栅采用碳钢筛网多层叠加而成，格栅在磁系的磁场作用下产生磁感应而使其带有磁性，气因两相流中的磁性物料容易吸附在格栅内部的表面上，使格栅容易产生堵塞现象，造成气固两相流不能从格栅通过。

本发明为解决磁性物料干式磁选工艺中存在的精矿品位低、金属回收率低、选矿效率低、设备易堵塞的问题，发明了一种铁矿石风磁同步联选机组的分选系统。

发明内容

本发明针对现有铁矿石风磁同步联选机组在分选过程中存在的铁精矿品位低、金属回收率低、选矿效率低、设备易堵塞的问题，提出了一种铁矿石风磁同步联选机组用分选系统。本发明的具体技术方案如下：

一种铁矿石风磁同步联选机组用分选系统，所述分选系统包括给料斗、载料皮带、精矿斗、磁系、吹风管、抽风罩和收集装置，所述吹风管的底部固定有若干水平布设的聚磁板，聚磁板的长度不小于载料皮带的宽度；相邻聚磁板之间留有间隙，且与吹风管出风口位置对应的间隙形成吹风口，与相邻吹风管之间位置对应的间隙形成回风口；所述聚磁板的下表面密布有三棱柱状凸起，所述三棱柱状凸起的长度方向与吹风管平行。

进一步地，所述聚磁板厚8～10mm，材质为导磁铁素体。

进一步地，所述三棱柱状凸起的宽度为3～5mm，高度为3～5mm。

进一步地，所述三棱柱状凸起的尖端呈直角。

进一步地，所述聚磁板靠近回风口的侧面上下两端呈圆弧过渡。目的是为防止聚磁介质邻近吹风口位置处，因其端部棱角的聚磁作用而在干选过程中出现磁性物料聚集现象，将聚磁介质端部设置成侧面圆弧结构。

进一步地，所述磁系沿载料皮带宽度方向磁场均匀分布、沿载料皮带长度方向磁场呈高低交替分布；所述吹风口沿皮带宽度方向布置且平行于皮带表面、距离皮带表面20～30mm的低场强区域设置，每间隔两个磁组布置1个吹风管。

进一步地，所述吹风口吹出空气压力为7～10KPa。

本发明聚磁板在磁场空间中聚磁原理：在磁系磁源产生的磁感应强度空间中，任何一个聚磁板都会产生磁感应现象，当聚磁板距离磁系的位置一定时，其磁化的磁感应强度会随磁源的磁场强度大小变化而变化。当平板聚磁板水平放置时，由于聚磁板的聚磁作用，磁源产生的磁力线在穿过聚磁板时大部分会在聚磁板内产生闭合，从而使聚磁板局部磁感应产生的磁场强度高于其周围空间的磁场强度，当含有磁性物料的气固两相流通过聚磁板与磁系之间的空间时，大部分磁性物料会吸附到聚磁板的下表面，从而提高了磁性物料干选过程中的金属回收率。

本发明根据磁性物料干选过程中，吹风口吹出气流所携带的动量与其速度的二次方成正比，气流离开吹风口后，其速度衰减程度与离开吹风口的距离呈正相关，通过把鼓风空气压力提高到7-10KPa，同时尽量减小吹风口到皮带表面的距离，可在提高吹风速度和吹风风量的同时，从料层内部吹出更多的尾矿，从而提高干选过程的分选效率。

本发明的工作原理如下：通过在铁矿石风磁同步联选机组机芯的相邻两风管之间中下位置处设置平板形的聚磁板，并在聚磁板的下表面设置三棱柱状凸起结构，可使聚磁板表面感应的发散磁力线聚集到聚磁板的齿尖上，使聚磁板齿尖的磁感应强度增强；当含有磁性物料的气固两相流通过聚磁板与磁系之间的高场强空间时，气固两相流中大部分磁性物料会吸附到聚磁板的直角型齿尖上，从而提高了磁性物料在风磁同步联选机组机分选过程中的金属回收率。

本发明的有益效果在于：

1.根据聚磁板在磁场空间中聚磁原理，在磁系磁源产生的磁感应强度空间中设置聚磁板，由于聚磁板的导磁作用，磁源产生的磁力线在穿过平板聚磁板时大部分会在聚磁板内闭合，从而使聚磁板感应产生的磁场强度度高于其周围空间的磁场强度，当含有磁性物料的气固两相流通过聚磁板与磁系之间的空间时，部分磁性物料会吸附到聚磁板的表面，从而提高了磁性物料干选过程中的金属回收率；

2.为进一步提高聚磁板面向磁系表面的磁感应强度，在聚磁板的下表面设置宽度3-5mm的三棱柱状凸起结构，可使原来表面发散的磁力线聚集到聚磁板的齿尖上，从而使聚磁板齿尖的磁感应强度增强，当含有磁性物料的气固两相流通过聚磁板与磁系之间的空间时，大部分磁性物料会吸附到直角型齿尖上，从而进一步提高了磁性物料干选过程中的金属回收率。

附图说明

图1为原有水平式风磁同步联选机组系统图；

图2为原有水平式风磁同步联选机组的分选系统；

图3为水平式风磁同步联选机组的改进型分选系统；

图4为水平式风磁同步联选机组的格栅结构图；

图5为水平式风磁同步联选机组的钕铁硼+锶铁氧体组合斥磁极的磁系结构；

图6为本发明水平式风磁同步联选机组的优化分选系统；

图7为本发明水平式风磁同步联选机组优化分选系统局部图；

图8为本发明水平式风磁同步联选机组优化分选系统的聚磁板局部放大图；

图中：1-载料皮带，2-磁系，3-吹风管，4-抽风罩，5-聚磁板，6-三棱柱状凸起。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种铁矿石风磁同步联选机组用分选系统，分选系统包括给料斗、载料皮带1、精矿斗、磁系2、吹风管3、抽风罩4和收集装置，上述结构与背景技术中讲述的结构相同，本发明的主要改进在于：

如图6和7所示，吹风管3的底部固定有若干水平布设的聚磁板5，聚磁板5为矩形平板状，厚度为8～10mm，材质为导磁铁素体。聚磁板5的宽度小于两吹风管3轴心间距的一半，长度不小于载料皮带1的宽度。聚磁板5的上表面固定于吹风管3底部，下表面朝向载料皮带1，相邻聚磁板5之间留有间隙，且各间隙与吹风口和回风口一一对应。具体地，与吹风管3出风口位置对应的间隙形成吹风口，与相邻吹风管3之间位置对应的间隙形成回风口。聚磁板5的下表面密布有三棱柱状凸起6，三棱柱状凸起6的长度方向与吹风管3平行，三棱柱状凸起6的宽度3～5mm，高度为3～5mm，三棱柱状凸起6的尖端呈直角，三棱柱状凸起6与聚磁板5为同一材质且一体成型。此外，聚磁板5靠近回风口的侧面上下两端呈圆弧过渡（如图8所示）。

磁系2沿载料皮带1宽度方向磁场均匀分布、沿载料皮带1长度方向磁场呈高低交替分布；吹风口沿皮带宽度方向布置且平行于皮带表面、距离皮带表面20～30mm的低场强区域设置，每间隔两个磁组布置1个吹风管3。吹风口吹出空气压力为7～10KPa。

本实施方式磁性物料选用磁化焙烧矿，其铁品位为39-41%，FeO含量为17-19%，粒度为-300目占90%，水份含量为6%以下；对该磁性物料进行风磁同步联选，包括以下步骤：

A、将粉状磁性物料从给料斗加入后，粉状物料在布料器的作用下，按照5mm厚度均匀平铺在载料皮带1上，载料皮带1运行速度为1.0-3.0m/s，载料皮带1承料段上表面磁场强度为2800 Oe左右。

B、粉状物料随载料皮带1运动并进入磁系2的磁场区域后，粉状物料中磁性颗粒在磁场作用下被磁系2中的第一组磁铁吸附，被吸附的磁性颗粒产生磁团聚并夹杂非磁性颗粒。

C、粉状物料随载料皮带1水平移动到磁场的“零场强”区域时，通过吹风管3上的吹风口往物料表面喷吹风速为40-60m/s的空气，将夹杂在磁团聚物料中的部分非磁性颗粒吹出料面，当携带磁性物料的气固两相流通过聚磁介质与磁系2之间的空间时，部分磁性物料会吸附到聚磁介质的表面，而非磁性物料随气流带走后再经收集罩进行收集。

D、之后物料随载料皮带1继续移动进入第二组磁铁的磁场区域，物料再次得到精选；粉状物料经过多次风磁联选后，可使其中的磁性物料逐级得到富集，产出精矿。

E、精矿经皮带运出磁系2的磁场区域后，经过卸料皮带轮时，被刮料板从载料皮带1上刮下，进入精矿仓进行储存。

F、从出风口排出的正压气固两相流进入抽风罩4负压区进行收集，最后经布袋收集器收集尾矿粉，排出的洁净空气经抽风机加压后排放。

G、磁化焙烧粉矿经风磁同步联选机组分选后，铁精矿品位达到56-61%、金属回收率达到85-86%。

本发明载料皮带1送来的磁性物料进入分选空间后，在相邻两风管之间的磁系2磁感应作用下产生磁感应而出现磁团聚现象，当磁团聚物料进入到吹风口下方的低场强区域时，磁团聚物料与吹风口吹出的高速气流接触，可在物料磁团聚被打散的同时，物料中的非磁性物料被气流吹出，气流中携带的弱磁性物料在沿皮带长度方向流经聚磁介质与磁系2之间的空间时，在较强的空间磁感应强度作用下，气流中携带的部分弱磁物料被下部的磁系2吸附，可使气流中夹带的磁性物料得到回收，从而实现物料中磁性料与非磁性料的高效分离。